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丁基羥基茴香醚

標籤:化工化學品化工產品

丁基羥基茴香醚, 白色或微黃色結晶狀物,熔點48~63℃,沸點264~270℃(98 KPa),高濃度是略有酚味,易溶於乙醇(25 g/100 mL,25℃)、丙二醇和油脂,不溶於水。BHA對熱穩定,在弱鹼條件下不易被破壞,與金屬離子作用不著色。

1簡介

中文同義詞:(1,1-二甲基乙基)-4-甲氧基苯酚;丁基大茴香醚;叔丁基-4-羥基茴香醚;特丁基-4-羥基茴香醚;叔丁基對羥基茴香醚;叔丁基-4-羥基苯甲醚;NADP四鈉鹽;
英文同義詞:T-BUTYL-4-HYDROXYANISOLE;T-BUTYL-4-METHOXYPHENOL;TERT BUTYLHYDROXYANISOLE;TERT-BUTYL-4-HYDROXYANISOLE;(1,1-dimethylethyl)-4-methoxy-pheno;(1,1-dimethylethyl)-4-methoxyphenol;(1,1-dimethylethyl)-4-methoxy-Phenol;2-terc.butyl-4-methoxyfenol;
EINECS號:246-563-8;
Mol文件:25013-16-5.mol。

2物理性質

白色至微黃色結晶或蠟狀固體,略有特殊氣味。熔點48~63℃。沸點264~270℃(97709Pa).長期貯存則帶黃棕色。可壓縮成重幾克的圓柱體。不溶於水。易溶於乙醇(25g/100ml,25℃)、甘油(1g/100ml,25℃)、豬油(50g/100ml,50℃)、玉米油(30g/100ml,25℃)、花生油(40g/100ml,25℃)和丙二醇(50g/100ml,25℃)。
閃點:130℃;
水融性:<0.1 g/100 mL at 18.5℃。
分子結構數據:
1、摩爾折射率:53.20;
2、摩爾體積(m3/mol):178.5;
3、等張比容(90.2K):426.9;
4、表面張力(dyne/cm):32.7;
5、極化率(10-24cm3):21.09。

3化學性質

帶有酚類的特異臭氣和有刺激性的氣味,通常為3-BHA和2-BHA的混合物。熔點隨混合比不同而異,如3-BHA佔95%的BHA熔點為62℃。
具有單酚型特徵的揮發性,61℃時,在豬脂肪中稍有揮發。幾乎沒有吸濕性。對熱相當穩定,長時間光照顏色變深,在弱鹼性條件下較穩定。
3-BHA的抗氧化效果比2-BHA強1.5~2倍,兩者混用有增效作用。用量0.02%比用量0.01%抗氧化效果增強10倍,但用量超過0.02%,則效果反而下降。
丁基羥基茴香醚(butylatedhydroxylanisole,BHA)對熱較穩定,在弱鹼性條件下不容易被破壞,因此是一種良好的抗氧化劑。BHA對動物性脂肪的抗氧化作用較之對不飽和植物油更有效。尤其適用於使用動物脂肪的焙烤製品。BHA因有與鹼土金屬離子作用而變色的特性,所以在使用時應避免使用鐵、銅容器。將有螫合作用的檸檬酸或酒石酸等與本品混用,不僅起增效作用,而且可以防止由金屬離子引起的呈色作用。BHA具有一定的揮發性和能被水蒸氣蒸餾,故在高溫製品中,尤其是在煮炸製品中易損失。BHA也可用於食品的包裝材料。

4製備

(1)對苯二酚路線
用對苯二酚和叔丁醇,以磷酸為催化劑,在101。C下反應,制的中問體叔丁基對苯二酚,然後再以叔丁基對苯二酚與硫酸二甲酯在氮氣氛中,加熱迴流反應18h,冷卻後用苯提取,苯提取液用熱水洗滌,蒸除苯后,得粗品,減壓蒸餾,得丁基羥基茴香醚。
(2)對氯苯酚路線
以對氯苯酚為原料,將其與異丁烯混合,在磷酸存在的條件下反應。得到產品為4,2~CI(Me。OC。H。OH和4,2,6-C1(Me。C):C。H。OH的混合物,前者與CH。ONa在甲醇溶液中發生Williamson反應,即得產品3-BHA,
(3)對甲氧基苯酚路線
對甲氧基苯酚的合成關鍵在於叔丁基與苯環的結合,因此縮合催化劑的選擇最重要,比較早前的工藝中使用質子酸作為催化劑,如濃硫酸、磷酸、氫氟酸等,但反應條件較為苛刻,而且需要較高的溫度。據日本專利報道以離子交換樹脂為催化劑,反應溫度65~75℃,總產率可達到68.5%,其中3-BHA的含量為51.8%,所得產品中3-BHA為90%。據另一日本專利報道,3-BHA的含量高達82.3%,對甲氧基苯酚的轉化率為87%,這是一般無機酸催化劑所不能達到的。
(4)對氨基苯甲醚路線
先合成對羥基苯甲醚即對甲氧基苯酚,然後再通過烷基化反應,製備BHA。具體工藝如下:在冰浴攪拌下,加入對氨基苯甲醚和亞硝酸鈉(摩爾比1:1.15),在硫酸存在下進行重氮化反應,反應完成後保溫過濾,將濾液滴加於熱的水解反應液中水解,生成對羥基苯甲醚。然後即可用蒸汽提餾出來,冷凝下來的對羥基苯甲醚溶液用有機溶劑進行萃取,經濃縮蒸餾除去溶劑,可得對羥基苯甲醚,平均收率為84.7%。
(5)對羥基苯甲醚路線
將對羥基苯甲醚、叔丁醇和溶劑加熱溶解,再將此混合試劑加入到事先預熱好的催化劑中,在混合良好的反應器中進行反應,15min后反應完畢。取樣用高效液相色譜測定未反應的叔丁醇,當取樣化驗結果合格,反應即可停止。靜置分層,收集有機物,然後採用蒸餾的方法除去有機溶劑,在經高真空減壓蒸餾,得BHA產品,收率為77.8%。

5應用

丁基羥基茴香醚作為脂溶性抗氧化劑,適宜油脂食品和富脂食品。由於其熱穩定性好,因此可以在油煎或焙烤條件下使用。另外丁基羥基茴香醚對動物性脂肪的抗氧化作用較強,而對不飽和植物脂肪的抗氧化作用較差。丁基羥基茴香醚可穩定生牛肉的色素和抑制酯類化合物的氧化。
丁基羥基茴香醚與三聚磷酸鈉和抗壞血酸結合使用可延緩冷凍豬排腐敗變質。丁基羥基茴香醚可稍延長噴霧乾燥的全脂奶粉的貨架期、提高乳酪的保質期。丁基羥基茴香醚能穩定辣椒和辣椒粉的顏色,防止核桃、花生等食物的氧化。將丁基羥基茴香醚加入焙烤用油和鹽中,可以保持焙烤食品和鹹味花生的香味。延長焙烤食品的貨架期。丁基羥基茴香醚可與其他脂溶性抗氧化劑混合使用,其效果更好。如丁基羥基茴香醚和二丁基羥基甲苯配合使用可保護鯉魚、雞肉、豬排和冷凍熏豬肉片。丁基羥基茴香醚或二丁基羥基甲苯、沒食子酸丙酯和檸檬酸的混合物加入到用於製作糖果的黃油中,可抑製糖果氧化。

6注意事項

中國《食品添加劑使用衛生標準》(GB2760―2011)中規定:丁基羥基茴香醚可用於食用油脂、油炸食品、乾魚製品、餅乾、油炸面製品、速煮米、果仁罐頭、腌臘肉製品( 如鹹肉、臘肉、板鴨、中式火腿、臘腸等)、早餐穀類食品,其最大使用量為0.2g/kg。膠基糖果的最大使用量為0.4。丁基羥基茴香醚與二丁基羥基甲苯、沒食子酸丙酯混合使用時,其中丁基羥基茴香醚與二丁基羥基甲苯總量不得超過0.1 g/kg,沒食子酸丙酯不得超過0.05 g/kg(使用量均以脂肪計)。此外也可用於膠姆糖配料。
其他使用參考:在動物油中用量為0.001%~0.01%;植物油,0.002%~0.02%;焙烤食品,0.01%~0.04%;穀物食品,0.005%~0.02%;豆漿粉,0.001%;精鍊油,0.01%~0.1;糖果、口香糖基用量可達0.1%。
另外如台灣省《食品添加劑使用範圍及用量標準》(1986)規定:丁基羥基茴香醚可用於油脂、奶油、乾魚、貝類製品及其干製品,其使用量低於0.2 g/kg;用於冷凍魚、貝類及冷凍鯨魚肉的浸漬液,低於1 g/kg;用於口香糖、泡泡糖,低於0.75 g/kg。
FAO/WHO(1984)規定:丁基羥基茴香醚用於一般食用油脂,最大使用量為0.2 g/kg。與二丁基羥基甲苯合用時,沒食子酸酯、特丁基對苯二酚合用時,沒食子酸不得超過100mg/kg,總量為0.2g/kg;用於人造奶油,單用或與二丁基羥基甲苯、沒食子酸酯類混合使用時,沒食子酸酯類不得超過100mg/kg。不得用於直接消毒,也不得用於調製奶及其製品。
日本規定:在油脂、奶油中使用低於0.02%;魚、貝類冷凍品浸漬液用量低於0.1%。
丁基羥基茴香醚除用於食品外,還可用作包裝紙、塑料等的抗氧化劑。
毒理:
①LD50:小鼠口服1100mg/kg(bw)(雄性),小鼠口服1300mg/kg(bw)(雌性);大鼠口服2000mg/kg(bw),大鼠腹腔注射200mg/kg(bw);兔口服2100mg/kg(bw)。
②ADI:0~0.5mg/kg(FAO/WHO,1994)。
③GRAS:FDA-21CFR182.3169,172.110,172.515,172.615,172.340。
對食品安全的影響一般認為BHA毒性很小,較為安全。對小鼠(雄)經口LD50為1.1g/kg體重,對大鼠經口LD50為2.09/kg體重。日本於1981年用含2%BHA料喂大白鼠兩年,發現其前胃發生扁平上皮癌,故自1982年5月限令只准用於棕櫚油和棕櫚仁油中,其他食品禁用。
美國將BHA從GRAS(公認安全)類食品添加劑的名單中刪除。
1986年FAO/WHO曾報告BHA對大鼠前胃的致癌作用取決於其劑量,而對狗無致癌作用,對豬可以引起食道增生,故規定其ADI值由暫定0~6mg/(kg體重·d)降至0~o.3mg/(kg體重·d)。1989年FAO/WHO再次評價時,認為只有在大劑量(20g/kg)時才會使大鼠前胃致癌,1.Og/(kg體重·d)劑量未見有增生現象,考慮到對狗無有害作用,人類無前胃靶組織,故正式制定ADI值為0~0.5mg/(kg體重·d)(FAO/WHO,1996)。

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